LED电源系统结构优化及线性调节器的应用

高速通信产品(如ADSL、ROUTER等)通常需要一路或多路低电压供电电源,如3.3V、2.5V,甚至1.8V,由于MCU或DSP处理速率很高,因此消耗电流也很大,如16路ADSL局端板的3.3V电源需要高达8A的电源,而1.8V电源需要的供电电流则更大(达10A)。虽然传统的开关电源模块能够满足上述要求,但在成本、体积、热损耗等方面仍给电流设计人员带来很大的压力。
    1. 系统结构的优化 
    传统的通信产品需要的电源数目较少,且通常以+5V为主电源,开关电源不失为一种好的选择。但是随着高速、宽带通信产品的出现,DSP或MCU所需要的供电电压越来越低,内核电压已降至3.3V、2.5V,甚至1.8V。另外,为了能与外部芯片,如ELASH、SDRAM及其他外围器件接口,还需要5V、3.3V 供电电压。对于这类需要多组电源供电的产品,电源设计面临着体积大、价格昂贵、低压大电流输出,特别是多路输出时效率较低等诸多挑战。如果完全采用电源模块,则会使产品成本增加、系统供电压力增大,更重要的是,所占线路板面积较大,从而造成系统PCB布局困难。因此,设计时需合理地将电源模块与DC/DC转换芯片相结合,对电源进行优化设计。
    2. 线性调节器的应用 
    利用线性稳压器从5V或3.3V电源中采用降压方式来获得所需要的3.3V、2.5V或1.8V电压。这在系统所需低压电源电流较小时(如几百毫安),采用如图所示电路是一种较好的低成本解决方案。不仅如此,由于线性电源具有干扰小、输出噪声低等优点,它还能为DSP或MCU内核提供很稳定的电压。然而,如果内核需要低压电流较大时,如有的16路ADSL可能需要1.8V电源提供10A的输出电流、千兆以太网交换系统可能要求3.3V电源提供8A的电流。对于前者,如果是从3.3V电源中采用线性电源降压方式获得1.8V,则该电源消耗的功率为 
    P1=(3.3-1.8)×10=17W 
    转换效率仅为 
    Po/(P1十Po)=(18/33)×100%=54%                                   
式中,Po为电源输出功率;P1为电源消耗功率。 
除此之外,该电源为了保证正常工作,需要占用很大的PCB面积以便散热,同时负载还需要与该电源保持一定距离,否则系统性能会由于温升太高而受到影响。

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